محطة فصل الهواء غاز الأرجون

أنواع مصانع فصل الهواء لغاز الأرجون

يُعدُّ مصنع فصل الهواء منشأة تُستخرج منها المكونات الأساسية للهواء. صُمم مصنع فصل الهواء لفصل هذه المكونات عن الهواء. ويستخدم هذا المصنع طريقة التبريد المنخفضة لإنشاء مزيج من الهواء والمواد الكيميائية الأخرى، ثم يتم تنقيته لِحُصُولِهِ على الأرجون النقي. هناك ثلاثة أنواع رئيسية لمصانع فصل الهواء.

• مصنع الأكسجين/النيتروجين مع استعادة الأرجون

  يُعملُ مصنع الأكسجين/النيتروجين مع استعادة الأرجون على فصل الأكسجين والنيتروجين عن الهواء، حيث يتم تنقية الأرجون المُستعاد بدرجة عالية. يتضمن هذا النوع من مصانع فصل الهواء بشكل أساسي نظام التنشيط بالامتصاص التذبذبي بالضغط والفراغ (VPSA) الذي يعمل تحت ضغط مُنخفض لفصل المكونات المطلوبة عن البقية. يعمل نظام VPSA في مرحلتين: الامتصاص والانفصال. في مرحلة الامتصاص، يتم فصل المواد واحتجازها في نظام VPSA. في الوقت نفسه، يتم تخفيض الضغط أثناء مرحلة الانفصال، ويتم إطلاق المواد. تُمكن هذه الدورة من فصل غازات متنوعة عن الهواء، مما يُزوّد الغازات المقصودة للاستخدام الصناعي.

• وحدة فصل الهواء بالتبريد المنخفض

  تُعملُ وحدة فصل الهواء بالتبريد المنخفض (ASU) على تحويل الهواء إلى سائل وتقطير الهواء المسال للحصول على الأكسجين والنيتروجين والأرجون. تتكون إجراءات العمل في وحدة فصل الهواء بالتبريد المنخفض من ثلاث مراحل تقريبًا: أولًا، يتم سحب كميات كبيرة من الهواء إلى وحدة فصل الهواء بالتبريد المنخفض بعد مروره عبر سلسلة من الفلاتر لإزالة الشوائب. ثم يتم ضغط الهواء المُفلتر وتبريده لاحقًا لخفض درجة الحرارة حتى يتم تحويل الهواء إلى سائل. أخيرًا، يتم تسخين الهواء المسال، حيث يتم فصل مكونات الهواء الفردية في عمود التقطير. وأخيرًا، يمكن لمصنع فصل الهواء بالتبريد المنخفض للأرجون أو وحدة فصل الهواء بالتبريد المنخفض للأكسجين/النيتروجين مع استعادة الأرجون توفير النيتروجين (N2) والأكسجين (O2) للمشترين.

• وحدة فصل الهواء بالغشاء

  تُستخدمُ وحدة فصل الهواء بالغشاء غشاء انتقائي لفصل غازات متنوعة. يُمكّنُ الغشاء الانتقائي المُطوّر بعض الغازات من النفاذ بشكل أسهل من غيرها. يُمرر الهواء المضغوط عبر الغشاء، مما يفصل النيتروجين عن الأكسجين والغازات الأخرى. أخيرًا، يتم جمع تيار غني بالأكسجين، بينما يتم تفريغ النيتروجين والمكونات غير القابلة للنفاذ الأخرى. كما تُوفرُ وحدة فصل الهواء بالغشاء تيارات غازية منفصلة من الأكسجين أو النيتروجين أو الغازات الأخرى للتطبيقات الصناعية.

مواصفات وصيانة غاز الأرجون لمصنع فصل الهواء

قد تختلف المواصفات اعتمادًا على طراز ومُصنّع غاز الأرجون لمصنع فصل الهواء.

• القدرة: تُقاسُ قدرة مصانع فصل الهواء عادةً بالمتر المكعب في الساعة (م3/ساعة). يشير هذا إلى حجم الغاز الذي يمكن للمصنع معالجته في الساعة. ستعتمد القدرة المحددة على حجم وتصميم المصنع.
• نقاوة: يتمتع غاز الأرجون لمصنع فصل الهواء بقدرة على فصل الأرجون عن الغازات الأخرى في الهواء. تُعدُّ نقاوة غاز الأرجون المُستخرج أمرًا بالغ الأهمية، حيث ستُحددُ ملاءمته لصناعات التطبيق المختلفة. قد تختلف مستويات النقاوة من 90٪ إلى 99.99٪ (أربعة تسعة) أو أعلى.
• كفاءة: تُحددُ كفاءة مصنع فصل الهواء كمية غاز الأرجون المُحصل عليها من الهواء المُعالج. تُعبّرُ عنها عادةً كمية غاز الأرجون المُستعاد بالنسبة لكمية الهواء المُعالج. تُحسّنُ المصانع عالية الكفاءة استعادة الأرجون وتُقلّلُ من تكاليف التشغيل.
• درجة الحرارة والضغط التشغيليان: تُعملُ مصانع فصل الهواء عند درجات حرارة منخفضة وضغوط عالية لتسهيل تحويل مكونات الغاز المختلفة إلى سائل وفصلها. تتراوح درجات الحرارة التشغيلية النموذجية من -150 درجة مئوية إلى -200 درجة مئوية، وقد تختلف الضغوط اعتمادًا على التصميم، عادةً ما يصل إلى 10-15 بار.
• استهلاك الطاقة: يشيرُ هذا بشكل أساسي إلى الطاقة التي يستهلكها مصنع فصل الهواء. يُقاسُ استهلاك الطاقة عادةً بالكيلوواط ساعة (kWh) لكل متر مكعب من الغاز المُعالج أو لكل وحدة من غاز المنتج.

يُعدُّ اختيار المصانع استثمارًا كبيرًا، لذا تتضمن توجيهات المستخدمين صيانة مصانع فصل الهواء للأرجون بشكل صحيح:

• التفتيش والاختبار المنتظم: يجب إجراء فحوصات واختبارات روتينية على مصنع فصل الهواء للمساعدة في تحديد المشكلات المحتملة في وقت مبكر. سيضمن هذا أن كل شيء يعمل على النحو الأمثل.
• الصيانة الوقائية: ستضمنُ الصيانة الدورية لمصنع فصل الهواء أنه في أفضل حالة في جميع الأوقات. كما يُساعدُ ذلك على إطالة عمر المصنع. ستُساعدُ الصيانة المُجدولة على اكتشاف العيوب المحتملة في وقت مبكر بما فيه الكفاية، وبالتالي تجنب الضرر الناتج.
• الحفاظ على النظافة: تأكد من نظافة مصنع فصل الهواء من الداخل والخارج. تُساعدُ التنظيف المنتظم على التخلص من أي حطام أو مُلوّثات أو أوساخ قد تُؤثرُ على وظائف النظام.
• دليل المستخدمين: تأكد من الرجوع إلى دليل المستخدمين دائمًا عند التعامل مع مصنع فصل الهواء أو صيانته. يُقدّمُ الدليل توجيهًا أساسيًا حول إجراءات الصيانة ونصائح التشغيل وإرشادات التثبيت.

تطبيق غاز الأرجون لمصنع فصل الهواء

يُستخدمُ غاز الأرجون لمصنع فصل الهواء في مجموعة واسعة من التطبيقات. يلخصُ هذا الجدول تطبيقات غاز الأرجون لمصنع فصل الهواء في صناعات مختلفة.

• الصناعة الكيميائية والبتروكيماوية: تُعدُّ الصناعة الكيميائية والبتروكيماوية أكبر مُستهلك للأرجون. يُوفرُ الأرجون جوًا خاملًا لإنتاج حمض الهيدروكلوريك وحمض المالئيك وأكسيد التيتانيوم ومنتجات كيميائية أخرى. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدمُ كغاز ناقل في الصناعة البتروكيماوية لإنتاج الهيدروجين وكوسيط تفاعل في تفاعلات كيميائية متنوعة.
• صناعة المعادن: يُستخدمُ غاز الأرجون لمصنع فصل الهواء بشكل أساسي في صناعة صهر الصلب وصهر المعادن غير الحديدية ولحام المعادن وقصها. يمكن أن يُوفرُ جوًا خاملًا لمنع أكسدة المعدن المُنصهر وتحسين جودة منتج المعدن.
• المجال الطبي: يُستخدمُ غاز الأرجون لمصنع فصل الهواء بشكل أساسي في التصوير الطبي، مثل التصوير بالرنين المغناطيسي. كما يلعبُ الأرجون دورًا في الحفاظ على سلامة ونوعية هذه المنتجات، كجو خامل في إنتاج وتخزين المعدات الطبية وكعامل تبريد لبعض الأجهزة والإمدادات الطبية.
• صناعة الأغذية والمشروبات: يُستخدمُ غاز الأرجون لمصنع فصل الهواء بشكل أساسي في تغليف وتخزين وحفظ الأغذية، وكذلك في إنتاج بعض الأغذية والمشروبات. يمكن أن يُوفرُ جوًا خاملًا لمنع أكسدة الطعام وتلفه، وبالتالي إطالة مدة الصلاحية والحفاظ على الجودة.
• صناعة الإلكترونيات وشبه الموصلات: يُستخدمُ مصنع فصل الهواء في صناعة الإلكترونيات وشبه الموصلات لِزراعة بلورات شبه الموصلات، ونقش الدوائر المُتكاملة، وكغاز ناقل وغاز تطهير في عمليات الإنتاج الإلكترونية المختلفة. يمكن أن يُحسّنُ جو الأرجون الخامل دقة وموثوقية المكونات الإلكترونية.
• صناعة الضوء: يُستخدمُ مصنع فصل الهواء في صناعة الضوء لإنتاج ومعالجة تركيبات الإضاءة والمعدات البصرية. يمكن أن يُحسّنُ جو الأرجون الخامل جودة واستقرار منتجات الإضاءة والبصرية.
• صناعة الفضاء: يُستخدمُ مصنع فصل الهواء بشكل أساسي في صناعة الفضاء لحام المعادن وكغاز واقٍ في تصنيع مكونات ومواد الفضاء. يمكن أن يُحسّنُ جو الأرجون الخامل موثوقية وسلامة منتجات الفضاء.

كيفية اختيار غاز الأرجون لمصنع فصل الهواء

• تحليل الطلب:

  حدد احتياجات العمل لغاز الأرجون. ضع في اعتبارك عوامل مثل الاستهلاك الشهري ومعيار النقاوة والاستخدام المقصود لغاز الأرجون. سيساعد هذا في اختيار مصنع فصل الهواء ذو القدرة الإنتاجية والمواصفات المناسبة.

• تقييم التكنولوجيا:

  تعرف على تقنيات إنتاج غاز الأرجون المختلفة، مثل التقطير بالتبريد المنخفض والامتصاص التذبذبي بالضغط (PSA). افهم مزايا وعيوب كل طريقة، واختر تقنية تُناسب احتياجات العمل وأولوياته.

• مقياس المصنع والقدرة:

  ضع في اعتبارك مقياس وقدرة مصنع فصل الهواء. تأكد من أن المصنع المُختار يمكنه تلبية الطلبات الحالية والمستقبلية لغاز الأرجون. ضع في اعتبارك أيضًا مرونة المصنع لضبط مستويات الإنتاج وفقًا للطلب المتغير.

• نقاوة وجودة:

  تحقق من نقاوة وجودة غاز الأرجون الذي تُنتجه مصانع فصل الهواء المحتملة. اختر موردًا يمكنه توفير غاز أرجون بمستويات النقاوة المطلوبة. ضع في اعتبارك أيضًا قدرة المصنع على الحفاظ على جودة المنتج بشكل مُتواصل.

• التكلفة والاقتصاد:

  قيم استثمارات رأس المال وتكاليف التشغيل والجوانب الاقتصادية العامة لمصانع فصل الهواء المُدرجة في الاعتبار. قارن خيارات مختلفة وضع في اعتبارك عوامل مثل كفاءة الطاقة والقدرة الإنتاجية ومتطلبات الصيانة لضمان حل اقتصادي.

• تقييم المورد:

  ابحث عن موردين محتملين لمصانع فصل الهواء وقيمهم. قيم خبرتهم وسمعتهم وسجلاتهم في الصناعة. ضع في اعتبارك أيضًا دعمهم التقني وخدمة ما بعد البيع وتوفر قطع الغيار لضمان شراكة موثوقة.

• الامتثال للوائح:

  تأكد من أن مصنع فصل الهواء المُختار يمتثل للوائح البيئية ومعايير السلامة ذات الصلة. يُعدُّ هذا أمرًا ضروريًا لتجنب المخاطر القانونية المحتملة وضمان عمليات آمنة ومستدامة.

• تنفيذ المشروع:

  بمجرد اختيار مصنع فصل هواء مناسب، خطط لتنفيذ المشروع بعناية. يشمل ذلك شراء المعدات والتثبيت والتشغيل وتدريب الموظفين. كما طورت خطة صيانة لضمان التشغيل الفعال والمستقر طويل الأجل لمصنع فصل الهواء.

الأسئلة الشائعة

س1: ما هي اتجاهات غاز الأرجون لمصانع فصل الهواء الشائعة؟

ج1: يتجه سوق مصانع فصل الهواء نحو تقنيات أكثر كفاءة، مثل الأساليب القائمة على الأغشية والامتصاص؛ وحدات أصغر حجمًا للإنتاج اللامركزي؛ أنظمة مُتكاملة لاستغلال غازات النفايات؛ التقدم في مجال الأتمتة والتحكم للتشغيل عن بُعد؛ وممارسات مستدامة مثل التقاط الكربون وانخفاض استهلاك الطاقة.

س2: ما هي الطرق المختلفة المُستخدمة لفصل الأرجون عن الهواء في مصنع فصل الهواء؟

ج2: تُعدُّ أساليب التقطير بالتبريد المنخفض، التي تُستخدم فيها نقاط غليان مكونات الهواء المختلفة؛ والأساليب غير القائمة على التبريد المنخفض مثل امتصاص التذبذبي بالضغط، التي تعتمد على معدلات الامتصاص المتنوعة للغازات المختلفة تحت ضغط عالٍ؛ وتقنية الأغشية، التي تُفصل الغازات بناءً على نفاذيتها عبر أغشية انتقائية، من أكثر الطرق شيوعًا لفصل الأرجون عن الهواء في مصنع فصل الهواء.

س3: كيف تُؤثر تقنية مصانع فصل الهواء لغاز الأرجون على البيئة؟

ج3: تُؤثر تقنية مصانع فصل الهواء لغاز الأرجون على البيئة من خلال استهلاك الطاقة والمساهمة في انبعاثات غازات الدفيئة. ومع ذلك، بدأت بعض المصانع في استخدام طرق موفرة للطاقة لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وتقليل التأثير على تغير المناخ.

س4: كيف يتناسب عرض مصانع فصل الهواء لغاز الأرجون مع الطلب من مختلف الصناعات؟

ج4: يُزداد عرض مصانع فصل الهواء لغاز الأرجون لتلبية الطلب المتزايد من مختلف الصناعات على مستوى العالم. يُساهمُ تقدم التكنولوجيا في هذه المصانع في زيادة العرض بشكل أكبر لتلبية احتياجات القطاعات المختلفة.